VOACAP : UN OUTIL PUISSANT POUR PRÉDIRE LA PROPAGATION DES ONDES RADIO

Dernière mise à jour le 1 février 2025

VOACAP (Voice of America Coverage Analysis Program) est un logiciel de prédiction de la propagation radio qui utilise des données empiriques pour prédire l’affaiblissement du trajet point à point et la couverture d’un émetteur-récepteur donné.

Ils nous font confiance !

Il a été initialement développé pour la Voice of America (VOA) et est maintenant largement utilisé par les radioamateurs, les radiodiffuseurs et les professionnels des télécommunications pour planifier les communications HF.

Son utilisation par la VOA et d’autres radiodiffuseurs internationaux témoigne de sa crédibilité et de sa fiabilité en tant qu’outil de prédiction.

Origines et développement de VOACAP

VOACAP est le fruit de plus de 50 ans de recherche et développement en HF par le gouvernement américain.
Il est issu d’IONCAP, un modèle de propagation développé depuis 1942.
IONCAP a été choisi par la VOA en 1985 pour sa capacité à analyser les performances du système et ses antécédents éprouvés.
VOACAP conserve toute la théorie d’IONCAP, développée par John Lloyd, George Haydon, Donald Lucas et Larry Teters, avec des modifications suggérées et approuvées par George Lane, Donald Lucas, George Haydon et A. D. Spaulding.

Des améliorations significatives en termes d’efficacité, de corrections de codage et de facilité de compréhension ont été apportées par Franklin Rhoads du U.S.
Navy Research Laboratory, sous le parrainage de la Voice of America (1985-1996).
Gregory Hand de l’Institute for Telecommunication Sciences a également joué un rôle important dans l’évolution de VOACAP, notamment en créant VOAAREA, un programme complémentaire pour l’analyse de la couverture de zone.

Fonctionnalités de VOACAP

VOACAP offre une large gamme de fonctionnalités pour prédire et analyser la propagation HF.
Il se distingue par son interface utilisateur graphique conviviale, combinée à de puissantes options de ligne de commande, ce qui le rend accessible aux utilisateurs novices et experts.
Voici quelques-unes de ses principales caractéristiques :

  • Prédictions point à point: VOACAP peut prédire la qualité du circuit radio entre deux points donnés, en tenant compte de facteurs tels que la fréquence, l’heure de la journée, la saison, l’activité solaire et les types d’antennes.
  • Cartes de couverture de zone: VOAAREA, le programme complémentaire de VOACAP, permet de créer des cartes de couverture de zone pour visualiser la zone de couverture d’un émetteur ou la qualité de la réception dans une zone donnée.
  • Analyse des paramètres du circuit: VOACAP fournit des graphiques et des données pour 22 paramètres de qualité du circuit, notamment le rapport signal/bruit (SNR), la fiabilité, le gain de puissance requis, la puissance du signal, la MUF (fréquence maximale utilisable) et les angles de décollage/arrivée.
  • Prédictions de bruit: VOACAP intègre les dernières recommandations de l’UIT-R et une méthodologie combinée unique développée par A. D. Spaulding pour prédire avec précision la distribution du bruit radio atmosphérique et artificiel dans le monde entier.  
  • Analyse d’antenne: VOACAP permet de choisir parmi une base de données d’antennes d’émission et de réception, avec la possibilité d’effectuer des ajustements à l’aide de HFANT, un programme d’analyse d’antenne HF.
  • Flexibilité: VOACAP offre une grande flexibilité dans la définition des paramètres d’entrée, permettant aux utilisateurs d’adapter les prédictions à leurs besoins spécifiques.  

Configuration requise

Pour utiliser le logiciel VOACAP, vous aurez besoin des éléments suivants :

  • Système d’exploitation : DOS version 5.0 ou ultérieure.  
  • Matériel : Ordinateur personnel compatible IBM ou ordinateur portable IBM 386SX. Un moniteur graphique couleur VGA est nécessaire pour afficher correctement les graphiques.  
  • Co-processeur mathématique : Un co-processeur mathématique 80287 ou 80387 (ou compatible) est fortement recommandé pour une exécution efficace du programme.  
  • Mémoire vive (RAM) : VOACAP nécessite 520 Ko de RAM pour s’exécuter.  

Tutoriels et guides d’utilisation

Plusieurs ressources sont disponibles pour apprendre à utiliser VOACAP.
Le site web de VOACAP (www.voacap.com) propose un guide en ligne complet, ainsi qu’un manuel d’utilisation pour la version radioamateur (Ham Radio).
Le livre de George Lane, “Signal-to-Noise Predictions Using VOACAP: A User’s Guide”, offre une discussion plus approfondie sur les détails de l’utilisation du logiciel.

Des tutoriels vidéo sont également disponibles sur YouTube, expliquant les bases de l’utilisation de VOACAP et montrant des exemples concrets d’utilisation.

Deux vidéos courtes décrivant l’utilisation de VOACAP réalisées par 14HS6026, op.Emeric, sur le site de DXRN. VOACAP PARTIE 1VOACAP PARTIE 2

En plus de ces ressources, Paul L Herrman N0NBH propose une bannière en ligne et un widget qui fournissent un aperçu rapide des conditions de propagation quotidiennes.
Ces outils peuvent être utiles pour obtenir une première impression des conditions de propagation avant d’effectuer des prédictions plus détaillées avec VOACAP.

Voici un guide étape par étape pour bien démarrer avec VOACAP :

  1. Définir les emplacements de l’émetteur et du récepteur : Utilisez la carte interactive pour faire glisser et déposer les marqueurs rouge (TX) et bleu (RX) aux emplacements appropriés. Vous pouvez également saisir les coordonnées manuellement ou en utilisant un indicatif d’appel.  
  2. Sélectionner les antennes: Choisissez les antennes d’émission et de réception appropriées dans la base de données ou définissez vos propres antennes.  
  3. Ajuster les paramètres: Configurez les paramètres généraux, tels que le mode de transmission, la puissance, le nombre de taches solaires (SSN) et le niveau de bruit.  
  4. Exécuter la prédiction: Choisissez le type de prédiction souhaité, par exemple la roue de propagation, les graphiques de propagation ou les cartes de couverture de zone.  
  5. Analyser les résultats: Interprétez les graphiques et les données pour comprendre les conditions de propagation et choisir les meilleures fréquences et heures pour les communications.  

VOACAP pour les concours

VOACAP peut être un outil précieux pour les radioamateurs participant à des concours.
En comprenant les règles du concours et en utilisant VOACAP pour identifier les QSO les plus précieux, les participants peuvent optimiser leur stratégie et leur planification de bande.

VOACAP fournit deux paramètres importants pour la stratégie de concours :

  • Probabilité MUFday : Indique la probabilité (en termes de nombre de jours du mois) d’avoir suffisamment d’ionisation pour que les ondes radio se propagent de votre emplacement à la zone cible.  
  • Probabilité REL (fiabilité) : Indique la probabilité que le rapport signal/bruit dépasse un certain seuil, ce qui est essentiel pour établir et maintenir des communications fiables pendant le concours.  

En utilisant ces probabilités, les participants peuvent identifier les bandes et les heures offrant les meilleures chances de succès pour établir des contacts avec des stations rares et maximiser leur score.

Exemples d’utilisation

VOACAP peut être utilisé dans divers contextes, notamment :

  • Radioamateur: Les radioamateurs utilisent VOACAP pour planifier les contacts DX, optimiser les performances des antennes et participer à des concours. Par exemple, un radioamateur souhaitant contacter une station DX rare peut utiliser VOACAP pour déterminer les meilleures fréquences, heures et modes de transmission pour maximiser ses chances de succès. En saisissant les emplacements de l’émetteur et du récepteur, en sélectionnant les antennes appropriées et en ajustant les paramètres de puissance et de bruit, VOACAP peut générer des prédictions de propagation détaillées, y compris la probabilité de contact, la force du signal et les angles de décollage/arrivée optimaux.  
  • Radiodiffusion: Les radiodiffuseurs utilisent VOACAP pour déterminer les meilleures fréquences et heures pour atteindre leur public cible. Par exemple, une station de radio internationale peut utiliser VOACAP pour planifier ses émissions en fonction des conditions de propagation vers différentes régions du monde. En analysant les cartes de couverture de zone et les prédictions point à point, les radiodiffuseurs peuvent choisir les fréquences et les heures qui offriront la meilleure couverture et la meilleure qualité de signal pour leur public cible.  
  • Télécommunications professionnelles: Les professionnels des télécommunications utilisent VOACAP pour planifier les liaisons HF, optimiser les réseaux de communication et assurer la fiabilité des communications. Par exemple, une organisation humanitaire opérant dans une zone isolée peut utiliser VOACAP pour établir des liaisons de communication fiables avec son siège social. En utilisant VOACAP pour analyser les conditions de propagation et choisir les fréquences appropriées, l’organisation peut garantir une communication stable et efficace, même dans des environnements difficiles.

Surveillance de la propagation avec WSPR

Le mode WSPR (Weak Signal Propagation Reporter) est une méthode de surveillance de la propagation des ondes radio qui peut être utilisée en conjonction avec VOACAP.
Le mode WSPR permet aux émetteurs-récepteurs radio de transmettre des signaux de balise faibles et de recevoir des signaux de balise provenant de stations similaires dans la même bande amateur.

Les stations participantes envoient des rapports de réception en temps réel à un serveur web, ce qui permet aux utilisateurs de visualiser rapidement où et avec quelle force leurs signaux ont été reçus.
Le site web WSPRnet.org fournit une interface pour visualiser les chemins de propagation sur une carte et analyser les données de propagation.

WSPRlite est un outil qui simplifie l’utilisation du mode WSPR.
Il s’agit d’un petit émetteur-récepteur qui peut être facilement connecté à un ordinateur et utilisé pour transmettre et recevoir des signaux WSPR.

En combinant les prédictions de VOACAP avec les données de propagation en temps réel fournies par WSPR, les utilisateurs peuvent obtenir une compréhension plus complète des conditions de propagation et affiner leurs stratégies de communication.

Modèles de propagation et précision

VOACAP utilise des modèles de propagation basés sur des données empiriques et des modèles théoriques.
Il est important de noter que VOACAP fournit des prédictions mensuelles moyennes et ne peut pas prédire avec précision les conditions de propagation pour un jour spécifique.
Des facteurs tels que les éruptions solaires et les perturbations magnétiques peuvent affecter la propagation de manière imprévisible.

La précision des prédictions dépend de plusieurs facteurs, notamment :

  • Fréquence de fonctionnement: Les prédictions sont généralement plus précises pour les fréquences HF (3-30 MHz).
  • Chemin de propagation: La distance, la latitude et la longitude des emplacements de l’émetteur et du récepteur influencent la propagation.
  • Heure de la journée et saison: Les conditions ionosphériques varient en fonction de l’heure de la journée et de la saison.
  • Activité solaire: Le nombre de taches solaires et les éruptions solaires affectent la propagation HF.

De plus, il est important de noter que les prédictions de VOACAP sont moins optimistes que celles de son prédécesseur IONCAP de 2 à 4 dB en raison de corrections apportées au calcul de la distribution de la puissance du signal.  

Comprendre les prédictions de VOACAP

Pour interpréter correctement les prédictions de VOACAP, il est essentiel de prendre en compte à la fois la force du champ et le rapport signal/bruit.
La force du champ, ou puissance du signal, ne représente qu’une partie de l’équation.
Une antenne de réception mal conçue ou située dans un environnement bruyant peut empêcher la réception d’un signal, même si la puissance du signal est élevée.

VOACAP calcule la puissance médiane du signal horaire pour les 30 jours du mois à cette heure et à ce SSN.
Il effectue ce calcul pour un maximum de 21 modes de propagation différents.
Le gain de l’antenne de réception est ignoré dans le calcul de la puissance du bruit, car le bruit radio est supposé arriver de toutes les directions de manière égale.

VOACAP fournit également des tables Z qui permettent de convertir les valeurs Z en valeurs de pourcentage et en nombre de jours correspondant.
Ces tables aident les utilisateurs à interpréter les données statistiques fournies par VOACAP et à comprendre la probabilité de certains événements de propagation.

Limites et alternatives

Bien que VOACAP soit un outil puissant, il présente certaines limites :

  • Prédictions à basse fréquence: VOACAP peut sous-estimer les contacts à basse fréquence (1,8 ou 3,5 MHz) car il ne prend pas en compte la propagation du « guide d’ondes » qui se produit avec la couche E résiduelle.  
  • Précision pour les longs trajets: Pour les trajets de plus de 7 000 km, VOACAP peut produire des prédictions pessimistes car il ne prend pas pleinement en compte les mécanismes de propagation par conduits.  
  • Manque de prédictions quotidiennes: VOACAP ne fournit pas de prédictions quotidiennes et ne peut donc pas tenir compte des variations quotidiennes des conditions ionosphériques.  
  • Erreurs courantes d’utilisation : Il existe dix erreurs courantes que les utilisateurs peuvent commettre lors de l’utilisation de VOACAP, ce qui peut entraîner des prédictions inexactes. Il est important de se familiariser avec ces erreurs et de les éviter pour obtenir des résultats fiables.  

Il existe des alternatives à VOACAP, notamment :

  • Proppy (PropagationPython): Un outil open source qui utilise le modèle de prédiction ITURHFProp (anciennement REC533).  
  • Modèle de prédiction ITURHFProp: Un modèle de prédiction développé par l’UIT-R.  

Conclusion

VOACAP est un outil précieux pour prédire et analyser la propagation des ondes radio HF.
Il offre une large gamme de fonctionnalités, une grande flexibilité et une interface utilisateur relativement simple.
Bien qu’il présente certaines limites, il reste un outil de référence pour les radioamateurs, les radiodiffuseurs et les professionnels des télécommunications.
En comprenant ses fonctionnalités, ses limites et les facteurs qui influencent la précision des prédictions, les utilisateurs peuvent exploiter pleinement la puissance de VOACAP pour planifier et optimiser leurs communications HF.

Quelques liens utiles de VOACAP :


Ils nous font confiance !

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur la façon dont les données de vos commentaires sont traitées.